Upload
augusta-adha-chaniago
View
108
Download
12
Embed Size (px)
DESCRIPTION
Slide mekanika bahan
Citation preview
MEKANIKA BAHAN (TS – 2313)AUGUSTA ADHA ST, MT, M.SC
Materi: PENGANTAR MENGENAI TARIK, TEKAN,
DAN GESER
TEGANGAN
1. Tegangan normal ialah tegangan yang bekerja tegak lurus terhadap bidang
2. Apabila gaya-gaya dikenakan pada ujung-ujung batang sedemikian sehingga batang dalam kondisi tertarik, maka terjadi suatu tegangan tarik pada batang; jika batang dalam kondisi tertekan maka terjadi tegangan tekan
Tegangan geser ialah tegangan yang bekerja sejajar dengan bidang pembebananTegangan geser terjadi jika suatu benda bekerja dengan dua gayayang berlawanan arah, tegak lurus sumbu batang, gaya tidak segarisnamun pada penampangnya tidak terjadi momen. Tegangan ini banyakterjadi pada konstruksi seperti sambungan keling, gunting, dansambungan baut.
REGANGAN NORMAL
Pertambahan panjang diukur secara mekanik maupun optik (ekstensometer) atau dengan melekatkan suatu tipe tahanan elektrik yang biasa disebut strain gage pada permukaan bahan.
Di Pasang Strain Gauge
REGANGAN NORMAL
Tahanan strain gage berisi sejumlah kawat halus yang dipasang pada arah aksial terhadap batang. Degan pertambahan panjang pada batang maka tahanan listrik kawat-kawat akan berubah dan perubahan ini dideteksi pada suatu jembatan Wheatstone dan diinterpretasikan sebagai perpanjangan. Strain Gauge ini disebut juga Electrical Resistance Strain Gauge
REGANGAN NORMAL
= Regangan Normal (Dimensionless) = Perubahan Panjang (mm)L = Panjang awal benda Uji (mm)
L
HUBUNGAN TEGANGAN DAN REGANGAN
Grafik hubungan tegangan dan regangan pada salah satu material yaitu baja
Gambar 1 adalah kurva tegangan regangan untuk baja karbon-medium, Gb. 2 untuk baja campuran, dan Gb.3 untuk baja karbon-tinggi dengan campuran bahan nonferrous. Untuk campuran nonferrous dengan besi kasar diagramnya ditunjukkan pada Gb. 4, sementara untuk karet ditunjukkan pada Gb. 5.
σ σ σ
ε ε εO O O
P
P
PYU
B●
●●
σ σ
ε εO O
Y●
ε1 O’
Gb. 1 Gb. 2 Gb. 3
Gb. 4 Gb. 5
PROPORTIONAL LIMIT
Titik O hingga A dinamakan daerah proporsional limit. Pada area ini regangan yang terbentuk proporsional dengan tegangan yang bekerja.Definisi: tegangan yang membentuk kurva tegangan regangan mulai terdeviasi dari garis lurus.
ELASTIC LIMIT Titik A hingga B
dinamakan daerah elastic limit. Pada area ini material akan kembali kebentuk semula ketika tegangan dihilangkan.
Definisi: tegangan yang bekerja pada material tanpa menyebabkan deformasi permanen.
Yield Point Jika material terus
diberikan tegangan hingga di atas titik B, keadaan plastis akan tercapai, dan pada titik ini ketika beban dihilangkan material tidak akan bisa kembali ke bentuk semula. Diatas titik B, regangan yang terjadi akan bertambah dengan cepat, sedangkan pertambahan tegangannya kecil hingga tercapai titik C, dan terjadi penurunan kecil tegangan pada titik D, segera setelah proses peluluhan berhenti. Sehingga ada dua titik luluh, yaitu titik C (titik luluh atas) dan titik D (titik luluh bawah). Tegangan yang bekerja pada titik luluh ini dinamakan tegangan luluh (yield stress)
Ultimate stress
Titik E dinamakan titik Ultimate stress, yaitu titik dimana tegangan maksimum terjadi, yang didefinisikan sebagai beban terbesar dibagi dengan luas area mula-mula (origin) dari bahan.
Breaking stress
Setelah spesimen mencapai titik ultimate, akan terjadi proses necking, yaitu pengecilan luas penampang area.
Tegangan kemudian terus berkurang hingga spesimen patah pada titik F.
Sifat-sifat bahan teknik pada 20°C
BahanBerat spesifik
KN/m3Modulus Young
GpaTegangan
maksimumkPa
Koefisien ekspansi10e-6/°C
Rasio Poisson
I. Metal dalam bentuk papan, batang atau blokAluminium campuranKuninganTembagaNikelBajaTitanium campuran
278487877744
70-7996-110112-120
210195-210105-210
310-550300-590230-380310-760
550-1400900-970
2320171312
8-10
0.330.340.330.310.300.33
II. Non-metal dalam bentuk papan, batang atau blokBetonKaca
2426
2548-83
24-8170
115-11 0.23
III. Bahan dengan filamen (diameter < 0.025 mm)Aluminium oksidaBarium carbideKacaGrafit
382522
690-2410450345980
13800-276006900
7000-2000020000
IV. Bahan komposit (campuran)Boron epoksiKaca-S diperkuat epoksi
1921
21066.2
13651900
4.5
Persentase pengurangan luas area (P∆A)
100xAaAp A
A = luas area awala = luas area pada neck
Persentase elongation (PE)
100xLlLPE
L = panjang spesimen awall = panjang spesimen akhir
CONTOHSebuah batangan baja lunak dengan diameter
12 mm, diuji tarik dengan panjang mula-mula 60 mm. Data hasil pengujian :
Panjang akhir : 80 mmDiameter akhir : 7 mm Beban luluh : 3,4 ton Beban ultimate: 6,1 ton. Hitung (a) tegangan luluh, (b) tegangan tarik
maksimum, (c) P∆A dan (d) PE.